专利名称：一种高塑性粘土心墙的施工方法
技术领域：
一种高塑性粘土心墙的施工方法，属一种主要用于国内 交通条件不发达，施工环境、气候条件恶劣，水资源丰富，土料材料充沛， 适合修建当地材料坝的地区修建的一种新兴的坝型的施工方法。
(二)
背景技术：
砾石土心墙坝为国内最早施工的首座100级堆石坝高坝，其大坝防渗体 由砾石土和高塑性粘土组成。高塑性粘土为低液限粘土，采取多项降水措施
后，含水率仍然高出设计要求很多，实际填筑含水率24% 29%。国内没有
直接的同类填筑经验，先采用"薄层轻碾"碾压试验，即高塑性粘土的铺设
厚度为15cm 20cm，碾的重量为14吨左右，这样碾压出来的高塑性粘土塑 性高、表面剪切并伴随深部剪切，压实性不强，不能满足设计需要。并且在 犁块、旋碎、翻晒过程中，破坏了高塑性粘土的透水毛细孔，根本无法达到 设计要求，制备的料全部是外干内湿的干硬块体，经过l月多的制备工作， 所制备的全是废料，根本无法满足施工性能和设计利用其塑性的功能。
(三)
发明内容
本发明要解决的问题就是针对以上不足而提供一种适于用高塑性粘土作 大坝防渗体的砾石土心墙坝的施工方法。采用该施工方法填筑的大坝能满足 设计的功能和变形要求。其技术方案如下
本发明方法包括以下步骤
1) 将高塑性粘土运至大坝堆料场堆存；
2) 清理填筑层面，将填筑层面人工凿毛，填筑层面包括由心墙贴坡混凝 土面或岩石面组成的两岸坡(1)的内侧壁；
3) 在两岸坡的内侧壁分别铺设厚度为40 60cm、宽度为1.2 3.0m的 高塑性粘土带，在高塑性粘土带之间铺设砾石土心墙；
4) 对高塑性粘土带采用1 26吨振动平碾，对砾石土心墙采用20 25 吨凸块振动碾；
5) 碾压完成后现场取样试验，合格后填筑下一层。 与现有技术相比本发明的有益效果是
本发明对高塑性粘土和砾石土采用"厚层重碾"的施工方法，即对心墙的铺设厚度为40 60cm，碾的重量达到26吨。对高塑性粘土用平碾进行静 压和动压，对砾石土用凸碾进行静压和动压，保证碾压质量的同时兼顾经济 性。这种施工方法使高塑性粘土和砾石土的压实性大大增强，防渗能力得到 提高，充分发挥了当地粘土其较高的塑性和适应变形能力。用本发明方法建 成的大坝防渗良好。结合室内外的渗透等实验、结合大三轴力学实验，论证 结果满足设计的功能和变形要求。此举开创了填筑含水率大于最优含水率10% (最优含水率19 20%，实际填筑含水率24 29%)以上直接上坝之国内先 例，突破了国内的设计和施工规范和常规工艺。经过蓄水后原型观测结果表 明，大坝运行状况良好。
釆用本发明方法填筑的大坝论证结果如下(摘自《华能四川硗碛水电站 枢纽工程蓄水安全鉴定报告》)
大坝施工质量保证体系和质量管理体系比较完善，名种坝料的施工工艺 严谨。结合带比较平顺整齐，避免了料物混杂。铄石土层面均匀洒水有利于 紧密结合，高塑性黏土采用大、小平碾碾压，效果良好。检测项目和频次满 足要求，取样检测的干密度(压实度、相对密度、孔隙率)、渗透系统及力学 指标均满足设计要求，坝体填筑质量合格。
(四)
图l，是本发明心墙结构示意图； 图2，是本发明心墙施工工艺流程图。
(五)
具体实施例方式
参见图1和图2，本发明施工方法包括以下步骤
1) 在料场对高塑性粘土的含水率迸行调整。
采用高含水率直接上坝填筑技术，直接从料场开采运输至大坝下游堆存 场地，堆成"土牛"并用彩条布将其遮盖，使用时直接挖装上坝进行填筑； 根据实验检测结果，坝面土层表面干燥需补充水分时，在坝面上用洒水车直 接进行洒水，要求以压力水和压縮空气混合以雾状喷出，使洒水均匀，洒水 后用圆盘耙掺和均匀。
2) 对料场高塑性粘土检测合格压实度》99%，渗透系数〈lXl(Tcm/s); 对另一料场的砾石土检测合格压实度》98%，渗透系数axi(Tcm/s)。
3) 在料场清理完杂物后，对高塑性粘土采用推土机20cm薄层平采集料， 人工清除石块，反铲直接装车，运至大坝堆料场直接堆存，防雨篷布覆盖，在现场需要料时二次运输上坝。将砾石土运至大坝堆料场堆存。.
4)将坝体按照设计蓝图结构下线进行分区施工放线。
5 )现场施工首先清理填筑层面上的杂物，将填筑层面人工凿毛以利结合，
若填筑层面表面风干则喷洒水湿润，按填筑高度在两岸岩石或混凝土面上喷
洒水湿润，涂刷浓泥浆。
6) 按坝体分区施工线在两岸坡的内侧壁分别铺设厚度为40 cm —60cm、 宽度为1. 2 3. Om的高塑性粘土带2，在高塑性粘土带2之间铺设同样高度 的砾石土心墙3。为保证边缘压实度，在高塑性粘土和砾石土接头处，高塑性 粘土的高度高于砾石土 15cm 20cm。高塑性粘土带2的铺设厚度根据情况而 定，在40 cm --60cm之间，最好是60cm厚。如果高塑性粘土含水不合格， 则采用上述第1)步骤调整含水量至合格；如果高塑性粘土含水合格，则进 行下一步骤。
7) 对高塑性粘土带2采用1一26吨振动平碾，碾压遍数采用静压2遍+ 动压2遍的压实参数，即让碾子停止振动碾压2遍，再开启振动碾压2遍； 对砾石土心墙3采用20 25吨凸块振动碾，碾压遍数为静压2遍+动压8遍。 碾压两岸坡靠岩石边或混凝土边的高塑性粘土带2时采用1一26吨振动平碾。 填筑时高塑性粘土料与砾石土料同时进行填筑。碾压遍数即碾滚前进及倒退 为同一碾迹时计1遍。根据情况，对高塑性粘土带进行碾压时，碾的吨位在 1一26之间，最好选用26吨的碾；对砾石土心墙进行碾压时，碾的吨位在20 25吨之间，最好选用20.5吨的碾；对两岸坡靠岩石边或混凝土边的高塑性 粘土带进行碾压时，碾的吨位在1一26吨之间，最好选用l吨的碾，碾压遍 数最佳是静压l遍+动压2遍。碾压遍数既要考虑质量，又要兼顾经济。高塑 性粘土带2的最佳宽度为1.5m。
8)每层碾压完成后现场取样试验，直至合格后，人工清除超填料，准备 填筑下一层。合格的标准为渗透系数〈lx10—6cm/s、压实指标压实度》98%。 如果不合格，则补压至合格。
权利要求
1、一种高塑性粘土心墙的施工方法，其特征在于包括以下步骤1)将高塑性粘土运至大坝堆料场堆存；2)清理填筑层面，将填筑层面人工凿毛，填筑层面包括由心墙贴坡混凝土面或岩石面组成的两岸坡(1)的内侧壁；3)在两岸坡(1)的内侧壁分别铺设厚度为40～60cm、宽度为1.2～3.0m的高塑性粘土带(2)，在高塑性粘土带(2)之间铺设砾石土心墙(3)；4)对高塑性粘土带(2)采用1～26吨振动平碾，对砾石土心墙(3)采用20～25吨凸块振动碾；5)碾压完成后现场取样试验，合格后填筑下一层。
2、 根据权利要求1所述的高塑性粘土心墙的施工方法，其特征在于将填 筑层面人工凿毛后，若表面风干，则按填筑高度在两岸岩石面或混凝土面上 喷洒水湿润，涂刷浓泥浆。
3、 根据权利要求1所述的高塑性粘土心墙的施工方法，其特征在于铺设 高塑性粘土带(2)和砾石土心墙(3)时，在高塑性粘土和砾石土接头处， 高塑性粘土的高度高于砾石土 15cm 20cm。
4、 根据权利要求1所述的高塑性粘土心墙的施工方法，其特征在于碾压 高塑性粘土带(2)时碾压遍数为静压2遍+动压2遍；碾压砾石土心墙(3) 时碾压遍数为静压2遍+动压8遍。
5、 根据权利要求1所述的高塑性粘土心墙的施工方法，其特征在于碾压 两岸坡靠岩石面或混凝土面的高塑性粘土带(2)时采用1 26吨振动平碾。
全文摘要
一种高塑性粘土心墙的施工方法，属一种水资源丰富，土料材料充沛，适合修建当地材料坝的地区修建的一种新兴的坝型的施工方法。它包括以下步骤1)清理填筑层面；2)在填筑层面铺设高塑性粘土带，在高塑性粘土带之间铺设砾石土心墙；3)对高塑性粘土带和砾石土心墙碾压。这种方法适于用高塑性粘土作大坝防渗体的砾石土心墙坝，采用该施工方法填筑的大坝能满足设计的功能和变形要求。
文档编号E02B7/02GK101538839SQ200910058708
公开日2009年9月23日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者何福江, 刘福友, 孟开平, 莫永彪 申请人:中国水利水电第七工程局有限公司